(57)【要約】【課題】従来のブローバイガスの処理方法では、アイドリング時には、スロットル上流から得た新気をエンジン内を介してスロットル下流に流し、エンジン側からスロットル下流側に連通する流路に設けられたＰＣＶバルブを制御するため、ブローバイガスが大量に発生した場合は、クランク室内が正圧になる場合もあり、オイル漏れのおそれがあるという課題がある。【解決手段】エンジン内にブローバイガスを充満させるブローバイ室とスロットルボディ上流側とを連通する新気導入通路と、前記ブローバイ室と前記スロットルボディの下流側を連通するブローバイガス通路と、前記新気導入通路に設けられた新気調節弁と、前記ブローバイガス通路に設けた流量制御弁と、アイドリング回転数を安定させるように、前記新気調節弁と前記流量制御弁を制御する制御装置を有するブローバイガス処理装置。【選択図】図１
2013050060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン内にブローバイガスを充満させるブローバイ室とスロットルボディ上流側とを連通する新気導入通路と、
前記ブローバイ室と前記スロットルボディの下流側を連通するブローバイガス通路と、
前記新気導入通路に設けられた新気調節弁と、
前記ブローバイガス通路に設けた流量制御弁（ＰＣＶバルブ）と、
アイドリング回転数を安定させるように、前記新気調節弁と前記流量制御弁を制御する制御装置を有するブローバイガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多気筒エンジンのブローバイガス処理装置に関し、特に２気筒エンジンで安定したアイドリング回転数を得ることのできるブローバイガス処理装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
主としてクランク室内に漏洩するブローバイガスは、未燃焼成分を含むガスであるので、そのまま大気中に放出するのは環境汚染につながる。そこで、このブローバイガスは、再度吸気側に戻すことで、再び燃焼させることが行われている。より具体的には、エンジン内とスロットル下流（エンジンに近い側）の吸気側を連通させ、差圧で動作するバルブ（ＰＣＶバルブ）を有する連通路（ブローバイガスパイプ）を設け、吸気時の負圧によってブローバイガスを吸い出す。
【０００３】
ところが、ＰＣＶバルブは吸気側とクランク室内の差圧で動作するが、吸気側圧が低くなりすぎるアイドリング時には、アイドル回転数が上昇しないようにバルブ閉止あるいは低開度で維持する特性を持っているため、ブローバイガスが還流し難いという問題があった。
【０００４】
このような状況下で、特許文献１は、エンジンの全回転数領域に渡って、安定にブローバイガスを還流させるために、ＰＣＶバルブをエンジンの回転数に応じて開閉させる構成を開示している。
【０００５】
また、特許文献２では、アイドリングを安定させるために、設けられたスロットルバルブのバイパス通路が構造を複雑にするものとして、スロットル弁の上流側の吸気通路とエンジンのクランクケースの内部とを接続する上流側流路と、クランクケース内部とスロットル弁の下流側を接続する下流側流路を設け、この下流側通路には弁装置を配置し、上流側流路からクランクケース内部を経由して下流側通路に向かう空気流路を制御することで、アイドリング回転数を制御するアイドリング回転数制御装置が開示されている。
【０００６】
つまり、特許文献２は、スロットルバルブのバイパス通路の代わりに、スロットルバルブ上流からクランク室内を通って、スロットルバルブ下流に繋がる流路を確保し、アイドリング時にも、ブローバイガスの還流を可能にし、かつ、エンジンに吸気が供給できる構成としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭０３−０８３３１２号公報
【特許文献２】特開２００８−１９６３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１も２も、アイドリング時には、スロットル上流から得た新気をエンジン内を介してスロットル下流に流し、従来あった、スロットルのバイパス通路を省略できる点で一致している。しかしながら、これらの文献に開示された発明は、エンジン側からスロットル下流側に連通する流路に設けられたＰＣＶバルブを制御するため、ブローバイ室の圧力は、負圧になっているとはいえ、比較的高めである。これは、ブローバイガスが大量に発生した場合は、クランク室内が大気圧に対して正圧になる場合もあり、オイル漏れのおそれがあるという課題がある。
【０００９】
また、スロットル下流に流れるブローバイガスの濃度は調整できないため、却ってアイドリング回転数が不安定になるという課題も発生する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みて想到されたものであり、ＰＣＶバルブだけでなく、エンジン内に新気を供給する新気導入通路にも調整弁を設け、これらのバルブを制御することで、ブローバイガスの還流と、アイドリングの安定を実現するものである。
【００１１】
より具体的に、本発明のブローバイガス処理装置は、
エンジン内にブローバイガスを充満させるブローバイ室とスロットルボディ上流側とを連通する新気導入通路と、
前記ブローバイ室と前記スロットルボディの下流側を連通するブローバイガス通路と、
前記新気導入通路に設けられた新気調節弁と、
前記ブローバイガス通路に設けた流量制御弁（ＰＣＶバルブ）と、
アイドリング回転数を安定させるように、前記新気調節弁と前記流量制御弁を制御する制御装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のブローバイガス処理装置は、流量制御弁（ＰＣＶバルブ）で、ブローバイ室出口側の圧力を制御しつつ、新気流量を調整してアイドル制御を行うので、アイドル時の空気に含まれるブローバイガスの濃度をコントロールでき、ブローバイ室経由の空気でアイドルを制御する場合であるにもかかわらず、アイドリングを安定させることができる。
【００１３】
また、ブローバイ室に導入される空気量を絞ることでアイドリング制御を行うため、従来と比較しブローバイ室が負圧になる。したがって、オイル漏れが防止でき、ピストン頂面と背面との圧力差が低くなるためポンピングロスを低減できる。またクランク室内の気圧が低下するので、ピストンやクランクの空気抵抗が減少し、燃費が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るブローバイガス処理装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の制御装置の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照しながら本発明のブローバイガス処理装置について説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨から外れない範囲内で、下記の実施形態を変更しても、本発明の技術的範囲に含まれるのは言うまでもない。
【００１６】
図１に本発明のブローバイガス処理装置の構成を示す。本発明のブローバイガス処理装置１０は、エンジン１への吸気経路１２とエンジン１内から吸気経路１２へ連通する新気導入通路２１と、ブローバイガス通路２２およびこれらの通路に配置された新気調節弁２３と流量制御弁２４と、これらの弁を制御する制御装置３０からなる。
【００１７】
吸気経路１２はエアクリーナ１５からスロットルボディ１６まで連通する上流側吸気路１３と、スロットルボディ１６からサージタンク１７を介して吸気ポート１９と連通するインテークマニホールド１８で形成される下流側吸気路１４からなる。
【００１８】
一方、エンジン１内部には、ブローバイガスが充満する空間が設けられる。この空間をブローバイ室２５と呼ぶ。ブローバイ室２５は、クランク室、ヘッドカバー、チェーンカバーなどを兼用することができる。また、クランク室、ヘッドカバー、チェーンカバーを含めてブローバイ室としてもよい。
【００１９】
ブローバイ室２５からは、上流側吸気路１３と連通する新気導入通路２１と、下流側吸気路１４と連通するブローバイガス通路２２が設けられる。また、新気導入通路２１とブローバイガス通路２２には、それぞれ新気調節弁２３と流量制御弁２４（ＰＣＶバルブとも呼ぶ。）が設けられる。なお、本発明のブローバイガス処理装置１０を搭載する場合は、スロットルボディ１６の上流側および下流側をバイパスするバイパスパイプは不要である。後述するように、アイドリング時の空気は新気導入通路２１からブローバイ室２５を通り、ブローバイガス通路２２からエンジン１に供給されるからである。
【００２０】
新気調節弁２３は、電磁コイル等で開口面積が調節できる弁が装着される。また、流量制御弁２４も同様に電子的に開閉が制御できる弁であるのが好ましい。しかし、差圧で動作する弁であってもよい。
【００２１】
制御装置３０は、新気調節弁２３と流量制御弁２４に電気的に接続され、これらの開口面積を制御することができる。また、制御装置３０は、クランク軸３の回転数を計測する回転センサ３２とも接続されており、クランク軸３の回転数を知ることができる。また、スロットルボディ１６と接続され、スロットルバルブ１６ｂの開度をモニタできるように構成されていてもよい。
【００２２】
次に本発明のブローバイガス処理装置１０の動作について説明する。スロットルバルブ１６ｂが全閉となるアイドリング時には、吸気経路１２からはほとんど新気が供給されない。ピストン２が下がると、吸気バルブ（図示せず）が開き下流側吸気路１４の空気を吸引する。ここでスロットルバルブ１６ｂはほぼ閉まっているので、下流側吸気路１４の負圧によりブローバイ室２５内の空気が吸い出される。
【００２３】
これにより負の圧力が大きくなったブローバイ室２５へ上流側吸気路１３から新気導入通路２１を介して新気が流れ込む。このとき、流量制御弁２４を通過させる空気を新気調節弁２３を通過させる空気より多くしておけば、ブローバイ室２５内（エンジン内）は、大気圧に対して常に負圧を保つことができる。
【００２４】
したがって、アイドリング時にブローバイ室２５から空気を吸い出す方向では流量制御弁２４は、燃焼が安定する範囲において、より開き側に制御されるのが好ましい。すなわち、アイドリング時の流量制御弁２４は、下流側吸気路１４がブローバイ室２５より低い圧力になったら開き、高い圧力になったら閉じるように制御される。または、流量制御弁２４は、アイドリングには開きっぱなしでもよい。ブローバイ室２５および下流側吸気路１４の圧力は新気調節弁２３が制御しているからである。
【００２５】
一方、新気はブローバイ室２５を負圧に維持するために絞り気味で供給される。したがって、アイドリングが維持できる程度であってブローバイ室２５が負圧である範囲で、新気の量を調節することができる。つまり、ブローバイガス通路２２を通過する空気量が、新気導入通路２１からエンジン１内に入る空気および発生するブローバイガスの量より多ければ、エンジン１内部（ブローバイ室２５）を常に大気圧に対して負圧に維持することができる。
【００２６】
これは、ブローバイ室２５中のブローバイガスを確実に入れ替えることができることを意味している。したがって、本発明のブローバイガス処理装置１０では、ブローバイガスがエンジン１内に滞留し、ブローバイガス中の水分が潤滑油と混ざり白濁させるという課題を回避することができる。また、エンジン１内が大気圧に対して正圧になることを回避し、オイル漏れという課題も回避する。
【００２７】
本発明のブローバイガス処理装置１０は、特に２気筒のエンジンに対して有用である。２気筒のエンジンは、両ピストンが同期して上下するそのため、クランク室内の体積変化が他の複数気筒のエンジンと比較して大きい。このような形態のエンジンで、もし新気導入通路２１が完全に開放であると、エンジン内部が大気圧に対して正圧になるおそれがあり、オイル漏れのおそれがでるからである。
【００２８】
制御装置３０は、クランク軸３の回転数をモニタしながら、回転数が増加する場合は、新気調節弁２３を絞り、また回転数が減少する場合は、新気調節弁２３を開く方向に制御する。これは、ブローバイ室２５内にどれくらい残留しているか正確にはわからないブローバイガスを含んだ空気だけを供給してアイドリングを調整することを意味する。つまり、発生するブローバイガスの量によらず、アイドリング時のエンジン回転数を維持するので、安定したアイドリング回転数を確保できる。ひいては、アイドリング回転数を低くすることができ低燃費効果がある。
【００２９】
また、アイドリング時でない場合は、新気調節弁２３および流量制御弁２４は全開にするように制御してよい。ブローバイガスの発生量も多く、また、スロットルバルブ１６ｂが開いているので、吸気経路１２自体が負圧となるため、新気調節弁２３と流量制御弁２４を開放にしておいても、ブローバイガスは吸気経路１２側に吸引されるからである。
【００３０】
図２には、制御装置３０の制御フローの一例を示す。この処理のスタート（ステップＳ１００）はエンジン始動時であってよい。処理がスタートすると、終了判定が行われる（ステップＳ１０２）。終了判定は、エンジン停止若しくは何らかのキル信号に基づいて行ってもよい。すなわち、フローとしては、ここに示すが、以下のどのフローを実行中であっても、エンジン停止によって処理を終了してよい。
【００３１】
まず、スロットルの開度を調べる（ステップＳ１０４）。スロットルの開度がゼロ（ＳＬＯＴ＝０）、つまりアイドリングで有った場合（ステップＳ１０４のＹ分岐）は、流量制御弁（図２ではＰＶ）および新気調節弁（図２ではＮＶ）をそれぞれ所定の開度に設定する（ステップＳ１０６）。所定の値は、それぞれＰａと、Ｎａとした。次に、クランク軸の回転数Ｒｖを調べる（ステップＳ１０８）。この値はＲ１とする。そして、Ｒ１が所定の回転数Ｒｒより高いか否かを比較する（ステップＳ１１０）。
【００３２】
なお、所定の値であるＰａとＮａはエンジンの設計時に決めることのできる値であるが、ブローバイガス通路を通過する空気量が、新気導入通路を通過する新気の量およびブローバイ室内で発生するブローバイガスの量より多くなるように、新気調節弁ＮＶを絞り気味になるように制御されるように設定される。
【００３３】
もし、クランク軸の回転数Ｒ１が所定の回転数Ｒｒより高ければ（ステップＳ１１０のＹ分岐）、アイドリングが高くなっていることを示しているので、新気調節弁の開度を所定量「ａ」だけ閉じる（ステップＳ１１２）。一方、もしクランク軸の回転数Ｒ１が所定の回転数Ｒｒより低ければ（ステップＳ１１０のＮ分岐）、アイドリングが低くなっていることを示しているので、新気調節弁の開度を所定量「ａ」だけ開く（ステップＳ１１４）。
【００３４】
この調整の後、再度スロットルの開度を調べ（ステップＳ１１６）、スロットルの開度がゼロ（すなわち、アイドリング状態）であれば（ステップＳ１１６のＹ分岐）、ステップＳ１０８に戻り、クランク軸の回転数を調べる。
【００３５】
一方、スロットルが開き、アイドリング状態を脱した時（ステップＳ１１６のＮ分岐）は、ステップＳ１２０に処理を移す。ステップＳ１２０は、アイドリング状態でない時の処理を示し、ステップＳ１０４でスロットルの開度がゼロでない場合（ステップＳ１０４のＮ分岐）に移る処理である。ここでは、新気調節弁ＮＶも流量制御弁ＰＶも全開にする。そして、終了判定（ステップＳ１０２）に戻る。
【００３６】
制御装置は上記のような処理フローによって本発明のブローバイガス処理装置を動作させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のブローバイガス処理装置は、ガソリン車だけでなく、ディーゼル車においても好適に利用することができ、特に２気筒のエンジンに対して好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  エンジン
２  ピストン
３  クランク軸
１０  ブローバイガス処理装置
１２  吸気経路
１３  上流側吸気路
１４  下流側吸気路
１５  エアクリーナ
１６  スロットルボディ
１７  サージタンク
１８  インテークマニホールド
１９  吸気ポート
２１  新気導入通路
２２  ブローバイガス通路
２３  新気調節弁
２４  流量制御弁
２５  ブローバイ室
３０  制御装置
３２  回転センサ
【図１】
2013050060.tif 000003
【図２】
2013050060.tif 000004